DE146212C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

S-146212 KLASSE 21 e. S-146212 CLASS 21 e.

Apparate zur Messung der in einem elektrischen Stromkreise verbrauchten Leistung, d. s. Wattstundenzähler, beruhen allgemein auf dem GrundgesetzApparatus for measuring the power consumed in an electrical circuit, d. see watt-hour meters, are generally based on the Basic Law

x) . kn = ei dt,x). kn = ei dt,

wo η die in der Meßeinheit (Tourenzahl oder ίο dergl.) ausgedrückte Angabe des Zählers, k eine Dimensionskonstante bedeutet.where η is the indication of the counter expressed in the unit of measurement (number of revolutions or ίο the like), k means a dimension constant.

Anstatt mittels Wattstundenzählers die Leistung zu messen, hat man vielfach, besonders im Anfangsstadium der Elektro-. technik, sich damit begnügt, nur einen Faktor der Leistung zu messen und die verbrauchte Elektrizität in Amperestunden registriert. Eine große Anzahl Zählersysteme sind für diese Messung entworfen worden; beispielsweise die elektrolytischen Amperestundenzähler, die rotierenden und dergl. andere mehr. Das Grundgesetz, nach welchem ein derartiger Zähler registriert, istInstead of measuring the power with a watt-hour meter, you have many, especially in the early stages of electrical. technology, is content to measure only one factor of the performance and the one consumed Electricity registered in ampere-hours. A large number of meter systems are for this Measurement has been designed; for example the electrolytic ampere-hour meters that rotating and the like. Others more. The Basic Law, according to which such a Counter is registered

2)2)

idt,idt,

woWhere

ent-un-

die Buchstaben eine der Formel i)
sprechende Bedeutung haben.the letters one of the formula i)
have a speaking meaning.

Wenn auch die Elektrizitätsmessung durch Amperestundenzähler sich im Betriebe sehr einfach gestaltet und der Wattstundenmessung dadurch im allgemeinen überlegen ist, so sind diese Zähler doch für die Tarifierung sehr unbequem, da die Verrechnung mit den Konsumenten fast allgemein auf der Basis von Wattstundentarifen geschieht. Man muß also die Angaben des Amperestündenzählers hierbei noch mit einer Konstanten der mittleren Spannung des Werkes multiplizieren. Diese Unbequemlichkeit läßt sich umgehen, wenn man die Multiplikation in die Übersetzung des Zählwerkes hinein verlegt, und man kann dann, wie es jetzt auch vielfach ausgeführt wird, direkt am Zählwerk Wattstunden ablesen. Die Gleichung des Zählers ist alsdannEven if the electricity measurement by ampere-hour meter is very different in the company simply designed and is therefore generally superior to the watt-hour measurement, so these meters are very inconvenient for tariffing, since they are offset against the Consumers almost generally happens on the basis of watt-hour tariffs. One must so the information of the ampere-hour counter here still with a constant of the middle one Multiply the tension of the work. This inconvenience can be avoided if you move the multiplication into the translation of the counter, and you can then, as is now also often done, watt-hours directly on the counter read off. The equation of the numerator is then

k n₀ = ckn ₀ = c

idt.idt.

Diese Gleichung ist, wie man sieht, von der Form der Gleichung 1), wenn man sie schreibtThis equation, as can be seen, is of the form of Equation 1) when one considers it writes

idt = c idt= e_oidt,idt = c idt = e _o idt,

5555

d. h. in Worten ausgedrückt, der Zähler mißt korrekt Wattstunden, wenn die Spannung den konstanten Wert c = e₀ behält.that is to say, in words, the meter correctly measures watt hours if the voltage keeps the constant value c = e _0.

Diese Messung genügt aber in der Praxis in der Tat nur in beschränktem Maße, da in jedem Betriebe Spannungsschwankungen unvermeidlich sind. Wollte man nicht darauf verzichten, letztere in Rechnung zu ziehen, so müßte man bisher von der Verwendung eines Amperestundenzählers absehen. Die vorliegende Erfindung soll die Anwendung des Amperestundenzählers auch in solchen Fällen ermöglichen, indem der Amperestundenzähler »spannungsempfindlich« gemacht wird.In practice, however, this measurement is only sufficient to a limited extent, since in Voltage fluctuations are inevitable for every company. You didn't want to to refrain from taking the latter into account, one would have had to consider the use up to now refrain from using an ampere-hour meter. The present invention is directed to the application of the Ampere-hour meter also allow in such cases by using the ampere-hour meter Is made "sensitive to tension".

Bei der vorliegenden Erfindung wurde von der Beobachtung ausgegangen, daß die imIn the present invention, it was assumed that the im

(2. Auflage, ausgegeben am ig. Oktober igog.J(2nd edition, issued on October igog.J.

praktischen Betriebe vorkommenden Spannungsschwankungen keine ganz willkürlichen sind. Die Spannung eines Netzes fällt nicht gelegentlich auf ο herab, um dann wieder bis zu einem beliebigen Maximalwerte aufzusteigen und dazwischen andauernd hin- und herzuschwanken; sondern ihre Schwankungen werden sich im allgemeinen zwischen verhältnismäßig engen und sicheren Grenzenvoltage fluctuations occurring in practical operations are not entirely arbitrary are. The voltage of a network does not occasionally drop to ο and then again to climb up to any maximum value and continuously back and forth in between to stagger; but their fluctuations will in general be proportionate between narrow and safe boundaries

ίο halten, deren Umfang einen bestimmten Prozentsatz der theoretischen Zentralenspannung beträgt, derartig, daß die Spannung weder jemals unter ein gewisses praktisches Minimum fallen, noch über ein gewisses praktisches Maximum steigen wird. Der Minimalwert wird stets noch den weitaus größten Teil der Gesamtspannung ausmachen.ίο keep their scope a certain percentage the theoretical center tension is such that the tension never falls below a certain practical minimum fall, will rise above a certain practical maximum. The minimum value will always make up the vast majority of the total tension.

Von dieser Beobachtung ausgehend, sind wir auf den Gedanken gekommen, die Spannung eines praktischen Betriebes für die Elektrizitätsmessung in zwei getrennt registrierbare Teile zu zerlegen und dadurch eine neue Methode zur Messung elektrischer Energie zu schaffen, welche in folgendem näher ausgeführt ist:Based on this observation, we came up with the idea of tension a practical operation for measuring electricity in two separately registrable To disassemble parts and thereby a new method of measuring electrical energy create, which is detailed in the following:

Auf Grund der erwähnten Überlegung können wir die. zu messende Leistung mathematisch folgendermaßen zerlegen:Based on the above considerations, we can use the. performance to be measured mathematically disassemble as follows:

₄) I ei it= [e₀ + s]iit — ₄ ) I ei it = [e ₀ + s] iit -

UU hH

e_oi it -\- ε j ίίί, e _o i it - \ - ε j ίίί,

-λ i -λ i

wobei ε den variablen Teil der Spannung oberhalb des Minimums e₀ bedeutet. Wie man nun sieht, ist das Gliedwhere ε means the variable part of the voltage above the minimum e ₀ . As you can see now, is the link

e_a i dte _a i dt

identisch mit Gleichung 3 a) und läßt sich somit durch einen Amperestundenzähler messen, dessen Zählwerk durch geeignete Übersetzung zur direkten Ablesbarkeit von Wattstunden für die konstante Spanming e₀ eingerichtet ist. Substituieren wir die entsprechenden Ausdrücke aus Gleichung 1) und 3 a), so wird aus 4)identical to equation 3 a) and can thus be measured by an ampere-hour meter, the counter of which is set up for the constant spanming e _{0 by means of a suitable translation for the direct readability of watt-hours.} If we substitute the corresponding expressions from equations 1) and 3 a), then 4) becomes

k η = k n₀ k η = kn ₀

ε i dtε i dt

oder, wie wir analog schreiben können, wenn wir auch das zweite Glied in der gleichen Meßgröße ausdrücken,or, as we can write by analogy, if we also include the second term in the same Express measured variable,

4a) kn = kn₀ -\- kn_x, woraus
η — w₀ + M₁.4a) kn = kn ₀ - \ - kn _x , from which
η - w ₀ + M ₁ .

Man kann jetzt das letzte Glied als ein additives Korrektionsglied auffassen, welches zu dem Werte n₀ dazu kommen muß, um den richtigen Ausdruck für Wattstundenmessung zu ergeben. Dieses Glied würde also beispielsweise bei Motorzählern durch eine Geschwindigkeitsvergrößerung erreicht werden, welche der durch Spannungserhöhung hervorgerufenen Mehrleistung entspricht. Zur physikalischen Verwirklichung dieses Korrektionsgliedes wird im allgemeinen jede Reguliervorrichtung geeignet sein, die auf die Meßgröße des Zählers einwirkt, wenn sie nur von der Spannung in der Weise abhängig gemacht werden kann, daß der durch sie gelieferte Zuschuß innerhalb der in Betracht gezogenen Grenzen für die Schwankung der Gebrauchsspannung die Gleichung 4 a) erfüllt.The last term can now be understood as an additive correction term, which must be added to the value n ₀ in order to produce the correct expression for watt-hour measurement. In the case of motor counters, for example, this element would be achieved by increasing the speed, which corresponds to the increased output caused by the increase in voltage. For the physical implementation of this correction element, any regulating device will generally be suitable which acts on the measured variable of the meter if it can only be made dependent on the voltage in such a way that the allowance it provides is within the limits considered for the fluctuation the service voltage satisfies equation 4 a).

Als Beispiel für die Ausführung einer derartigen Regulierung diene der Motoramperestundenzähler, der in den nebenstehenden Fig. ι und 2 mit zwei verschiedenen Zusatzvorrichtungen zum erwähnten Zweck versehen ist. .The motor ampere-hour meter serves as an example of the implementation of such a regulation, in the adjacent Fig. ι and 2 with two different additional devices is provided for the purpose mentioned. .

In Fig. ι stellt W den Hauptwiderstand dar, von dessen Klemmen die Zuführungen zum Anker des Amperestundenzählers abgezweigt sind. Der Shunt W ist nun, um den Zähler »spannungsempfmdlich« zu machen, von einem zweiten Widerstandsdraht W₂ umgeben, der in Glasröhren G eingeschlossen ist. Der Widerstand 1^F₂ ist (unter Vorschaltung eines geeigneten Hülfswiderstandes W₁ an die Spannung des Netzes gelegt. Der Widerstand W wird nun so bemessen, daß unter Berücksichtigung einer entsprechenden Übersetzung im Zählwerk der Zähler für die konstante •Minimalspannung richtig in Wattstunden registriert. Die in dem Widerstand W₂ bei Spannungserhöhung zunehmende Erwärmung verändert nun den Wert des Hauptwiderstandes W, und zwar in dem Sinne, daß derselbe wächst; damit steigert sich die Spannung zwischen seinen Klemmen und infolgedessen die Tourenzahl des Ankers. Diese Vorrichtung liefert also das Korrektionsglied, welches den Zähler »spannungsempfindlich« macht; sie muß so adjustiert werden, daß die Korrektion, welche hierdurch auf die Tourenzahl no ausgeübt wird, innerhalb der in Betracht kommenden Grenzen mit derjenigen zusammenfällt, welche dem Einfluß der Spannungserhöhung auf die Leistung entspricht.In Fig. Ι W represents the main resistance, from the terminals of which the leads to the armature of the ampere-hour meter are branched. The shunt W is now surrounded by a second resistance wire W ₂ , which is enclosed in glass tubes G , in order to make the meter “voltage sensitive”. The resistor 1 ^ F ₂ is (with a suitable auxiliary resistor W _{1 connected} in front of the voltage of the network. The resistor W is now dimensioned in such a way that the counter for the constant • minimum voltage correctly registers in watt hours, taking into account a corresponding translation in the counter. the increasing in the resistance W ₂ at voltage increase warming now changes the value of the main resistor W, in the sense that the same is growing; so that the voltage increases between its terminals and as a result the number of revolutions of the armature thus, this device provides the correction term. which makes the counter "voltage sensitive"; it must be adjusted so that the correction which is thereby applied to the number of revolutions no coincides within the relevant limits with that which corresponds to the influence of the increase in voltage on the power.

In Fig. 2 besteht die Zusatzvorrichtung aus einem Eisenblech B, welches an einem Schenkel des Triebmagneten A drehbar befestigt ist, so daß es dem anderen Schenkel beliebig genähert werden kann. Das Blech B trägt eine Wickelung C, die unter Vorschaltung eines passenden Widerstandes W₁ an die Spannung des Netzes gelegt ist. Für eineIn Fig. 2, the additional device consists of an iron sheet B, which is rotatably attached to one leg of the drive magnet A , so that it can be approached as desired to the other leg. The sheet B carries a winding C, which is connected to the voltage of the network with a suitable resistor W _{1 connected upstream.} For one

Claims

constant minimum voltage e ₀ , the meter is adjusted for direct reading of watt hours. If the voltage increases, the sheet B is electromagnetically more strongly excited and consequently more strongly attracted by the magnet A , as a result of which the speed of the counter increases. The same applies to the adjustment of this device that was said about the first embodiment.

It can be. also numerous other designs think about the counter in that to make the described sense tension-sensitive.

Pat ε N T-A N SPR ü c Ii ε:

i. Method for measuring the consumption of electrical energy, thereby characterized in that with a practically 'occurring as a minimum use voltage, the measurement by an ordinary Ampere-hour counter of any construction with a suitable counter ratio happens in watt-hours, while at the variable values lying above this minimum of the service voltage up to an upper limit of the same, which is practically the maximum, that of the voltage increase corresponding increase in performance by simultaneously increasing to the same extent within these limits The action of a device connected to the ampere-hour meter and made dependent on the voltage is registered where the total consumption is read on one and the same meter.

2. To carry out the method described in claim 1, a voltage sensitive Ampere-hour meter, characterized in that the shunt of the same the thermal effect of a resistor through which the voltage current flows is exposed, for the purpose, within certain limit fluctuations of the operating voltage, the speed of rotation to influence the counter accordingly.

3. To carry out the method described in claim 1, a voltage sensitive Ampere-hour meter, characterized in that an iron sheet excited by the voltage current between the legs of the drive magnet is attached, for the purpose of being within certain Limit fluctuations in the service voltage to influence the speed of rotation of the meter accordingly.

1 sheet of drawings.